Geheugenlayout

Geheugenlayout, ook wel geheugenindeling genoemd, verwijst naar hoe de virtuele adresruimte van een programma tijdens uitvoering is georganiseerd in het geheugen. De lay-out wordt bepaald door een combinatie van besturingssysteem, processorarchitectuur, compiler, linker en runtime-omgeving. Het begrijpen van deze indeling helpt bij debugging, performance-analyse en beveiligingsvraagstukken.

Een typisch proces bevat meerdere zones: het tekst- of code-segment met de machine-instructies, het data-segment voor geïnitieerde data en een BSS-segment voor niet-geïnitieerde statische data; de heap voor dynamische toewijzing; de stack voor functieoproepen, lokale variabelen en parameters; en gemapte bestanden of gedeelde bibliotheken. Daarnaast kunnen andere geheugengebieden voorkomen, zoals geheugen-mapped IO en dynamisch geladen modules. De exacte positionering van deze zones wordt bepaald door de loader en de runtime.

Platform- en architectuurverschillen spelen een grote rol. Op veel Linux-achtige systemen groeit de heap naar boven terwijl de stack naar beneden groeit; address space layout randomization (ASLR) en position-independent executables (PIE) vergroten de beveiliging door adressen te randomiseren. Windows hanteert een vergelijkbare conceptuele indeling maar met eigen mechanismen en indelingselementen in de PE-indeling; ook hier kunnen verschillende heaps en runtime-ramen bestaan. Virtuele adressen worden vertaald naar fysiek geheugen via paginering en beveiligingsfuncties zoals NX (niet-uitvoerbaar) worden toegepast.

Bij talen met garbage collection of managed runtimes (bijv. Java, .NET) is er vaak een aparte object-heap en aanvullende runtime-structuren, naast de native stack en code. De geheugenlayout is thus een platform-, taal- en implementatieafhankelijke randvoorwaarde die invloed heeft op snelheid, geheugenverbruik en veiligheid.